当前关注：SEL | 前沿研究：干旱对雄性胡杨的根际微生物而非根系性状有影响

论文标题：Rhizosphere microbe populations but not root traits induced by drought in Populus euphratica males（干旱对雄性胡杨的根际微生物而非根系性状有影响）

期刊：Soil Ecology Letters

作者：Zhichao Xia, Yue He, Jiahui Xu, Zuodong Zhu, Helena Korpelainen, Chunyang Li

(资料图片仅供参考)

发表时间：06 Dec 2022

DOI：10.1007/s42832-022-0152-4

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本研究选取17年生胡杨人工林两种水分处理下的胡杨根系和根际土壤（水分充足和干旱），开展野外实验，分析雌性和雄性胡杨的细根性状和根际微生物群落组成如何对干旱做出响应。结果表明，根际微生物对干旱的响应高度依赖于性别、微生物群组及真菌功能群，并与根系性状对干旱的调节有关。

文章简介

随着全球气候的变化，未来干旱将变得更加普遍和极端。极端干旱可导致土壤严重缺水。根系可以通过各种策略来应对干旱，包括根系形态以及根际土壤中微生物群落组成等调整。雌雄异株植物是陆地生态系统的重要组成部分，其对干旱的响应具有性别特异性，但与性别相关的根系性状和土壤微生物及其相互作用对干旱的响应尚不清楚。

本研究选取中国塔里木河上游胡杨人工林，采集两种水分处理下(水分充足(Well-watered)和干旱(Drought))的雌雄成树的根系和根际土壤，研究胡杨对干旱的性别特异性适应策略，测定了雌雄胡杨根系功能特征、微生物群落的磷脂脂肪酸(PLFA)含量和根际真菌的功能群。结果表明：雌性胡杨的细根表现出较强的形态可塑性，表现在其比根长(SRL)在干旱下显著增加，进而提高了干旱时的水分获取；而雄性的根系对干旱的形态调整程度不如雌性，但却显著增加根际革兰氏阴性菌和丛枝菌根真菌(AMF)的含量。此外，干旱时的雄性与雌性的共生真菌群落不同。因此，雄性有很好的调节根际微生物群落组成的能力，以增加其对环境胁迫的抗逆性。与此同时，干旱条件下根系性状的适应调整会影响胡杨种群的根际微生物组成。综上，干旱下存在性别特异的根系-微生物相互作用。研究结果将有助于预测全球变化对雌雄异株胡杨的影响，并为在生态脆弱地区维持胡杨种群的恢复计划提供有效措施。

作者及团队介绍

夏志超(第一作者)，杭州师范大学生命与环境科学学院副研究员。主要从事根际过程与调控、林木根系与其它有机体的相互作用、人工林生态与管理等方面的研究。主持(承担)国家自然科学基金项目2项。以第一作者(含通讯作者)在New Phytologist与Ecology等国内外主流期刊发表论文11篇。

李春阳(通讯作者)，浙江大学农业与生物技术学院教授，国家杰出青年科学基金获得者(2005，终期评估优秀)，国家百千万人才工程入选者(2009)。主要从事环境胁迫因子之间相互关系以及对木本植物叠加影响的研究，在雌雄杨树适应环境胁迫的性别差异方面取得创新性与系统性成果。第一作者与通讯作者在国际主流学术期刊发表SCI论文160余篇，其中80%发表在本领域前20%期刊，被SCI期刊引用5800余次，H指数45，连续多年入选中国高被引学者榜单。

摘要

How sex-related root traits and soil microbes and their interactions respond to drought remains unclear. Here, we investigated how fine root traits and the composition of rhizosphere microbial communities in Populus euphratica females and males respond to drought in concert in 17-year-old plantations. Females increased specific root length (SRL) in response to drought. However, males showed no changes in their roots but significant increases in arbuscular mycorrhizal hyphal biomass and population of Gram-negative bacteria in the rhizosphere. Also, fungal symbiotroph communities associated with root systems in males differed from those in females under drought. We further demonstrated that the Gram-positive to Gram-negative bacteria ratios positively correlated with the SRL, while fungi to bacteria ratios were negatively correlated. Meanwhile, the relative abundance of symbiotrophs was negatively correlated with the SRL, while saprotroph abundance was positively correlated. Nevertheless, the relative abundance of symbiotrophs was positively correlated with the root carbon content (RCC). These findings indicate that microbial responses to drought depend highly upon the sex of the plant and microbial group and are related to root trait adjustments to drought. This discovery also highlights the role of plant-microbial interactions in the ecosystems of P. euphratica forest plantations.

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期刊简介

Soil Ecology Letters(SEL) 由高等教育出版社与中国科学院城市环境研究所共同主办，SpringerNature海外发行。报道领域包括：土壤生物多样性、土壤互营和食物网、土壤微生物组、土壤—植物相互作用、土壤生物地球化学循环、土壤生物修复和恢复、土壤多功能性、土壤生物对环境变化的响应和适应、土壤生态过程的突破性技术、新理论和模型。栏目包括但不限于：letter to editor, perspective, review, rapid report, research article, commentary, SEL digest。

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